鸟哥的 Linux 与 ADSL 私房菜

多 IP 与 Router 的架设
最近更新日期：2003/08/22
　
我们在 网络基础 里面提到 路由 (route) 是一个重要的概念，他可以控制我们的资料封包的走向！此外，如果同一个网域里面有太多的计算机数量需要来广播的话，效能一定不会太好，所以才会有 Netmask 对吧！今天我们换个角度来想一想，如果说我的网域内真的有太多的计算机数量了，那么将整个网域切割成较小的数个子网域 (Subnet) 会是一个比较好的作法，不过，因为网域与网域之间的封包不可以直接互通数据，所以这个时候我们就需要使用 Router ( 路由器 ) 来帮忙封包的传送了！
　
多个 IP 在一块网络卡上面：
　　：为何多 IP
　　：如何实作：command line, 参数设定档
　　：注意事项
路由器 Router：
　　：什么是 Router
　　：为何需要 Router
　　：观察与修改路由
一个 Router 架设范例：
建议：
重点回顾：
课后练习：
多个 IP 在一块网络卡上面：
路由器 Router：
一个 Router 架设范例：
    好啦！既然知道 Router 的好处之后，再来当然就是要来架设他啰！其实架设的方法真的很简单！您只要作几个动作就可以啦！(注：请特别留意，本文仅在测试 Routing 的功能而已，如果您在贵公司内部需要架设 Router 时，可以依照本文的概念来架设，但是实体布线则需要用『实体网络卡』来区隔，请不要使用本文的 IP Alias 的方式！切记！)
    　
    1. 设定网络卡，使连接不同的网域；
    2. 设定 route 路由表，让两网域可以互通；
    3. 启动 ip_forward 的选项；
    4. 在 Client 端设定 gateway 分别为 server 端的两个 IP ！
    　
    由于我们的 Router 需要直接跟两个网域互相连通，所以啰，您的 Router 上面就需要同时具有在这两个网域之间的 IP 啦！此外，由于不同的网域需要启动 Routing 的功能！所以您必须要做一个动作，那就是让目前 Linux 系统里面的 Routing 功能启动！那么我们在 鸟哥的 Linux 私房菜 -- 基础学习篇之资源管理 的文章里面曾经提过，那个核心的程序都是记录在 /proc里面的，至于我们 Linux 核心的网络功能则都记录在 /proc/sys/net/ipv4 这个目录内！而启动 Routing 的程序为 ip_forward 这个档案！只要将内容设定为 1 即为启动，而当为 0 时，就是关闭的啦！因此，若要启动 Routing 则需要『 echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/if_forward 』即可！底下是我的测试环境啦！请注意，这个范例单纯仅只是在测试 Router 的功能罢了！您应该依照您的需求来架设您的 Router 呦！那么就将我的联机图示秀出来啰！ ^_^
    　
    测试环境说明：
    　
    在我的实际测试环境当中，每个组件的内容如下：
    　
    1. Linux 主机：我的 Linux 服务器本身未来亦作为 NAT 之用，里面有两张网络卡，一张连接 ADSL 调制解调器，这张对外卡的代号为 eth1 ，一张连接内部网络，代号为 eth0 ；
    2. Hub 连结计算机：Linux 主机对内的网络卡 eth0 连接到 Hub 上面，同时，Hub 上面还存在其它四部个人计算机，取两部来进行测试， IP 分别为 192.168.1.11 及 192.168.0.11 ；
    3. eth0 对内网络卡：由于对内有两个 C Class 的网域，所以我的网络卡 eth0 设定为 192.168.1.2 而另一个虚拟接口 eth0:0 设定为 192.168.0.2 ！
    4. Client 端的操作系统：我的 client 端的设定方面，在 192.168.1.11 使用 Windows 2000 随机版，而 192.168.0.11 则使用 Red Hat 7.3 这个咚咚啰！
    　
    基本的图示如下示意：
    　

    　
    在这个章节当中，我们不谈怎么架设 NAT 主机，那个是后续章节才要提到的东西，所以焦点的地方在于 NAT Server 的左边之设定，也就是 eth0 的设定！亦即是内部网域的设定而已！基本上，这个可以视为 局域网络架构 那一篇文章的内容延伸啦！在这个地方，我们的网络卡有两个 IP 呦！
    　
    开始设定：
    　
    我们就照着上面的步骤一步一步做来吧！
    1. 设定网络接口，其中 eth0 为 192.168.1.2, eth0:0 为 192.168.0.2
    [root@test root]# cd /etc/sysconfig/network-scripts
    [root@test network-scripts]# vi ifcfg-eth0
    DEVICE=eth0
    ONBOOT=yes
    BOOTPROTO=static
    IPADDR=192.168.1.2
    NETMASK=255.255.255.0
    NETWORK=192.168.1.0
    BROADCAST=192.168.1.255
    GATEWAY=192.168.1.2

    [root@test network-scripts]# vi ifcfg-eth0:0
    DEVICE=eth0:0
    ONBOOT=no
    BOOTPROTO=static
    IPADDR=192.168.0.2
    NETMASK=255.255.255.0
    NETWORK=192.168.0.0
    BROADCAST=192.168.0.255

    [root@test network-scripts]# ifup eth0 ; ifup eth0:0
    [root@test network-scripts]# ifconfig eth0; ifconfig eth0:0
    eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:50:FC:22:9C:57
              inet addr:192.168.1.2  Bcast:192.168.1.255  Mask:255.255.255.0
              UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
              RX packets:5975598 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
              TX packets:6267765 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
              collisions:1331 txqueuelen:100
              RX bytes:557835433 (531.9 Mb)  TX bytes:2811341821 (2681.1 Mb)
              Interrupt:10 Base address:0x6100

    eth0:0    Link encap:Ethernet  HWaddr 00:50:FC:22:9C:57
              inet addr:192.168.0.2  Bcast:192.168.0.255  Mask:255.255.255.0
              UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
              Interrupt:10 Base address:0x6100
    瞧！启动两个网络卡啰！这个没问题的啦！可以连通两个网域啰！

    2. 观察路由情况：
    [root@test network-scripts]# route
    Kernel IP routing table
    Destination     Gateway         Genmask        Flags Metric Ref    Use Iface
    140.116.142.253 *               255.255.255.255 UH    0      0        0 ppp0
    192.168.1.0     *               255.255.255.0   U     0      0        0 eth0
    192.168.0.0     *               255.255.255.0   U     0      0        0 eth0
    127.0.0.0       *               255.0.0.0       U     0      0        0 lo
    default         140.116.142.253 0.0.0.0         UG    0      0        0 ppp0
    嘿！路由表是对的！不用理他也没有关系呢！

    3. 启动 IP FORWARD 项目：
    [root@test network-scripts]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
    相信吗？竟然只要上面这一行，我们的 Linux 就具有 Router 的功能了！ ^_^
    如果一切测试都顺利，那么您可以直接将这一行加入 /etc/rc.d/rc.local 这个档案中！

    4.1 设定 192.168.1.0 那个网域的 client 计算机：
    IP:192.168.1.11
    Gateway:192.168.1.2 <==极度重要的设定！
    netmask:255.255.255.0
    network:192.168.1.0
    broadcast:192.168.1.255

    4.2 设定 192.168.0.0 那个网域的 Client 计算机
    IP:192.168.0.11
    Gateway:192.168.0.2 <==极度重要的设定！
    netmask:255.255.255.0
    network:192.168.0.0
    broadcast:192.168.0.255
    如此一来，两个网域之间的沟通将会透过彼此的 GATEWAY 而两者的 GATEWAY 都在 Linux 上面，所以自然很容易进行沟通啦！尤其我们已经开启了 Routing 的功能！哈哈！OK！没问题！
    这样就设定完成了！如何？很容易吧！这样一来，就可以让您的很多计算机的内部网域之网络流量舒缓很多啰！此外，这里必须提出一点说明，因为我上面的范例直接就是要用来作为测试用的，所以搞的比较简单，而且还是在同一块 Linux 主机的网络卡上面搞定的！请注意，如果要架设较大流量的 Router 时，请分别以两张网络卡来分隔不同的网域，这样应该会比较好呢！而至于 client 端的设定方面可以参考前面几章的说明：局域网络设定与连上 Internet。
    　
    另外，请特别留意，就如同刚刚前面我们提过的信息来看，开机的时候，不论您的 alias 的设定为何 ( 是否设定为 ONBOOT )，只要启动 eth0 则相关的 eth0:n 都会被启动！这个时候请特别留意！如果其中有一个 IP alias 设定错误的话，那么可能将会导致您的网络整体都会不通！原因多半出在 GATEWAY 上面！建议设定完成之后，先将 eth0 整个 shutdown ，然后再启动，亦即『ifdown eth0; ifup eth0』然后再来看看 route 的情况！这样可以避免这次设定成功，下次开机却是不通的情况发生的！
    　
    测试 Router 工作：
    　
    好了，不可免俗的，我们可要好好的测试一下我们的 router 啰！如何测试呢？很简单呀！
    　
    1. 在 192.168.1.11 这个 client 端，先联机到 192.168.1.2 试看看能否联机；
    2. 在 192.168.1.11 这个 client 端测试是否可以联机到 192.168.0.2 这个 Server 端的另一个网络连接接口；
    3. 在 192.168.1.11 这个 client 端测试是否可以连接到另一个 client 端，亦即 192.168.0.11 这个 client ！？
    4. 将 Linux 主机的 /proc/sys/net/ipv4/ip_forward 功能关掉，然后再检验上面的三个步骤看看！试看看网络是否能够沟通呢？
    　
    测试的工作就是这么简单！来吧我们来测试看看吧！
    1. Client 端的测试( Windows 2000 操作系统, IP 为 192.168.1.11 )：
    C:\>ping 192.168.1.2  <==同网域的主机
    Pinging 192.168.1.2 with 32 bytes of data:
    Reply from 192.168.1.2: bytes=32 time<10ms TTL=255
    Reply from 192.168.1.2: bytes=32 time<10ms TTL=255
    Reply from 192.168.1.2: bytes=32 time<10ms TTL=255
    Reply from 192.168.1.2: bytes=32 time<10ms TTL=255
    Ping statistics for 192.168.1.2:
        Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
    Approximate round trip times in milli-seconds:
        Minimum = 0ms, Maximum =  0ms, Average =  0ms

    C:\>ping 192.168.0.2  <==不同网域的主机
    Pinging 192.168.0.2 with 32 bytes of data:
    Reply from 192.168.0.2: bytes=32 time<10ms TTL=255
    Reply from 192.168.0.2: bytes=32 time<10ms TTL=255
    Reply from 192.168.0.2: bytes=32 time<10ms TTL=255
    Reply from 192.168.0.2: bytes=32 time<10ms TTL=255
    Ping statistics for 192.168.0.2:
        Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
    Approximate round trip times in milli-seconds:
        Minimum = 0ms, Maximum =  0ms, Average =  0ms

    C:\>ping 192.168.0.11  <==不同网域的 Client 端！
    Pinging 192.168.0.11 with 32 bytes of data:
    Reply from 192.168.0.11: bytes=32 time<10ms TTL=254
    Reply from 192.168.0.11: bytes=32 time<10ms TTL=254
    Reply from 192.168.0.11: bytes=32 time<10ms TTL=254
    Reply from 192.168.0.11: bytes=32 time<10ms TTL=254
    Ping statistics for 192.168.0.11:
        Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
    Approximate round trip times in milli-seconds:
        Minimum = 0ms, Maximum =  0ms, Average =  0ms
    看到了吗？用我们的 192.168.1.11 可以 ping 到 192.168.0.11 呦！OK啰！

    2. Server 端的修改：
    [root@test root]# echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
    先将 IP routing 的功能关掉一下！试看看结果！

    3. Client 端的测试 ( 操作系统为 windows 2000, IP 192.168.1.11 )：
    C:\>ping 192.168.0.11
    Pinging 192.168.0.11 with 32 bytes of data:
    Request timed out.
    Request timed out.
    Request timed out.
    Request timed out.
    Ping statistics for 192.168.0.11:
        Packets: Sent = 4, Received = 0, Lost = 4 (100% loss),
    Approximate round trip times in milli-seconds:
        Minimum = 0ms, Maximum =  0ms, Average =  0ms
    马上就无法联机了！很夸张吧！！ ^_^

    4. 恢复 Linux Router ：
    [root@test root]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
    不要忘记把 IP Routing 的功能加回来呢！

    5. 用另一部 Linux 主机看一下结果 ( IP 192.168.0.11 )：
    [root@vbird-redhat root]# ping -c 3 192.168.1.11
    PING 192.168.1.11 (192.168.1.11) from 192.168.0.11 : 56(84) bytes of data.
    64 bytes from 192.168.1.11: icmp_seq=1 ttl=127 time=0.542 ms
    64 bytes from 192.168.1.11: icmp_seq=2 ttl=127 time=0.517 ms
    64 bytes from 192.168.1.11: icmp_seq=3 ttl=127 time=0.541 ms
    --- 192.168.1.11 ping statistics ---
    3 packets transmitted, 3 received, 0% loss, time 1998ms
    rtt min/avg/max/mdev = 0.517/0.533/0.542/0.022 ms
    看到上面斜体字了吗？嘿嘿！没错！两个不同网域确实有在沟通啰！ ^_^
    呵呵！测试的结果也告诉我们啰！没错！有没有启动 Routing 的功能将会影响 Linux 是否可以具有 Router 的能力！
建议：
上面的那个范例单纯只是为了作为范例来示范！要注意，我们在公司内部架设 router 的时候，通常是希望降低内部网络流量的负载，这个时候，当然是将两个网域分别分开在两个实体网络卡上面比较好！而不是在一块网络卡上面设定两组 IP ，这样做对于减低流量负荷的帮助应该不大！所以，您的实体线路配线方面可能要变成如下图所示的模样( 当然，设定方面则是完全一样啦！ )：
无论如何，上面的方式可以提供一些中小企业，计算机数要多不多，偏偏又会影响整体流量的情况时，可以使用来解决问题！再来，对于中小学的网络布线情况呢，也可以达到不错的降低整体网络负荷的效果！而这个简单的 Router 您可以使用 486 那种等级的旧旧的计算机来架设就可以啦！反正他的 loading 又不重～～此外，附上一篇小州前辈的建议给大家参考：
 
其实这样子弄是有点问题的。我的意思是说，一般弄切割的话，还是需要弄独立的网络卡分隔，这不只是区隔网络而已，而且还是考虑到实体封包流通时的问题。
　
您网页上的架构，实体网络布线，那 linux 只有一张网络卡，所以网络卡接网络线时会接到 hub 上，而 a、b 两端不同网络区段的计算机也都是把网络线接到该 hub。这个布线方式，其实底层封包流通时，a、b 两端网络都还是可以收到，只不过 ip 那层看到因为不是自己网络区段的封包而不理会。
　
 ip alias 时机，一般不建议用在提供 router/nat 这类同一个 ip 区段内，因为不同网络区段的封包还是会撞在一起... 真正商业使用上，要提供router/nat 功能时，通常不会建议使用 ip alias (除非真的是临时需要或者是真的少网络卡可以用)，而会使用两张网络卡并且各自使用 hub/switch切割开处理。
　
另外以管理实际网络的经验来看，其实若是有使用者作怪，像是 a 网络有人架设dhcp，那 b 网络使用者可能就遭殃了:Q 还有就是，若是 a 网络内的计算机作怪，也可以把自己的 ip 设定为 b 网络区段内的 ip，那就会失去区隔效用。
重点回顾：
课后练习
多 IP 与 Router 的架设
2002/08/09：第一次完成日期！
2003/08/22：重新编辑文章，并增加重点回顾与课后练习
2002/08/08 以来统计人数

Designed by VBird during 2001-2004.  Aerosol Lab.